KR940001991B1

KR940001991B1 - 전자기 클러치

Info

Publication number: KR940001991B1
Application number: KR1019870000802A
Authority: KR
Inventors: 타카시 마쯔시다
Original assignee: 산덴 가부시기가이샤; 우시구보 모도아끼
Priority date: 1986-02-03
Filing date: 1987-02-02
Publication date: 1994-03-12
Also published as: US4799578A; KR870008129A; US4896756A; CN87100601A; CN1022342C

Abstract

내용 없음.

Description

전자기 클러치

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기 클러치의 단면도.

제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 클러치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 하우징 3 : 구동축

4 : 로우터 5 : 베어링

6 : 환형자기 하우징 7 : 전자기 코일

8 : 지지판 9 : 전기자판

10 : 너트 13 : 판스프링

41 : 로우터의 외부 환형 원통부분 42 : 로우터의 내부 환형 원통부분

43 : 로우터의 축단부판 부분

본 발명은 전자기 클러치에 관한 것으로, 좀더 바람직하게는, 자동차 공기 조화 시스템용 압축기에 사용하기에 적합한 전자기 클러치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 공기 조화 시스템용 압축기는 엔진에 의해 구동되고 그리고 전자기 클러치에 의해 그의 작동이 제어된다. 따라서, 상기 압축기의 회전운동이, 예로, 랩(wraps)의 로킹에 의해 정지된다면, 자동차의 엔진과 상기 압축기 사이의 연결은 재빨리 차단되어야 한다. 또한, 최근에 있어, 엔진실 내의 배치되는 상기 압축기, 교류발전기 및 다른 설비는 V-형 밸트를 통해 함께 구동되므로, 그 결과 압축기가 정지될 경우 나머지 다른 설비도 자연히 작동하지 않게 된다.

더우기, 압축기의 회전이 로킹에 의해 정지되고 그리고 상기 전자석이 여전히 상기 압축기를 구동시키도록 여기될 경우, 전자기 클러치의 로우터와 전기자판 사이에 미끄럼 마찰 접촉이 발생된다. 상기 마찰열은 미끄럼 마찰 접촉에 의해 발생되어, 마침내 로우터와 전기자판의 시이저(seizure)를 일으킨다. 또한, 상기 로우터를 회전가능하게 지지하는 베어링은 상기와 같은 마찰열에 의해 손상을 입는다.

상기의 문제들을 해결하기 위한 한가지 해결책은 온도퓨우즈를 사용하는 것이다. 상기 온도퓨우즈는 로우터의 마찰 표면과 근접한 전자기 클러치의 로우터 위에 배치된다. 따라서, 상기 퓨우즈는 상기 로우터와 전기자판 사이의 미끄럼 마찰 접촉에 의해 일어난 마찰열을 검지하여 그 자신이 용융함으로써 전자기 클러치의 작동을 정지시킨다.

그러나, 상기 온도퓨우즈를 직접 로우터의 마찰 표면위에 배치시키는 것은 불가능하므로, 그에 따라 로우터의 마찰 표면의 실제온도와 퓨우즈의 검지온도 사이에는 상당한 온도차가 생기게 된다. 따라서, 상기 온도퓨우즈는 로우터의 마찰 표면의 온도 조건에 따라 전자기 클러치의 작동을 정확하게 조절할 수 없다. 또한, 상기 온도퓨우즈는 압축기의 외부 부분에 근접하여 위치되므로, 그에따라, 상기 온도퓨우즈는 언젠가는 압축기의 열을 검지하여 전자기 클러치의 작동을 정지시키게 된다.

더우기, 상기 온도퓨우즈는 그 자체가 용융함에 의해 전자기 클러치의 작동을 정지시키므로, 그에 따라 상기 전자기 클러치를 다시 사용하기 위해서는 새로운 퓨우즈로 대체시켜 주어야 한다. 그러나, 상기 온도퓨우즈는 정상적으로는 로우터의 속빈 공간내에 배치되므로 그에따라 교체시 상기 압축기로부터 클러치를 제거하는 작업을 필요로 하게 된다. 따라서, 클러치의 정비가 복잡하다.

본 발명의 주요목적은 자동차 공기 조화 시스템용 압축기를 그의 로킹에 기인하는 손상으로부터 보호하기 위한 메카니즘을 갖는 전자기 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압축기를 보호하도록 정확하게 작동하는 메카니즘을 갖는 전자기 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 손쉽게 정비할 수 있는 보호 메카니즘을 갖는 전자기 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전자기 클러치는 자기 재료의 축단부판을 갖는 제1회전가능한 부재와 제2회전가능한 부재를 포함한다. 상기 제2회전가능한 부재는 구동축과, 상기 구동축의 외부 종단부 위에 장착되는 허브를 포함한다. 환형 전기자판은 상기 제1회전가능한 부재의 축단부판과 그들 사이에 소정의 축방향의 공기 간격을 두고 대면하도록 소정의 간격으로 상기 허브의 외부 원주 부분위에 배치되고 그리고 상기의 허브에 결합된다. 전자기 수단은 상기 전기자판을 상기 제1회전가능한 부재의 축단부 표면에 부착시키도록 상기 제1회전가능한 부재내에 배치된다. 상기 전기자판은 다수의 판스프링에 의해 상기 허브와 탄성적으로 연결된다. 자체-복귀형 온도 스위치는 축단부판 위의 온도조건에 따라 상기 전자기 수단의 여기를 조절하는 제1회전가능한 부재의 축단부판에 근접하여 위치되게끔 상기 제1회전가능한 부재내에 고정적으로 배치된다. 열-용융 재료로 형성되는 요소들은 상기 제1회전가능한 부재와 상기 전기자판 사이에 축방향의 공기 간격이 결정되게끔 상기 전기자판 위에 배치된다.

본 발명의 다른 일면에 있어서, 상기 전기자판은 큐리점이 낮은 재료로 제조된다. 열-용융 재료로 제조되는 요소들은 상기 축방향의 공기 간격이 한정되게끔 상기 전기자판의 외부표면에 배치된다.

본 발명의 그밖의 목적과 특징들은 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 여러 실시예를 다음과 같이 설명함으로써 이해되게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 전자기 클러치를 도시하는, 제1도에 있어서, 자동차 공기 조화 시스템용 압축기 위에 조립된 클러치가 도시되어 있다. 압축기 하우징(1)은 상기 압축기의 구동축(3)을 둘러싸는 관형연장부(2)를 구비하고 있다. 구동축(3)은 베어링(비도시됨)에 의해 압축기 하우징(1)내에 회전가능하게 지지된다.

로우터(4)는 관형연장부(2)의 외부 표면 위에 장착되는 베어링(5)을 통해 관형연장부(2) 위에 회전가능하게 지지된다. 로우터(4)는 강과 같은 자성재료로 제조되고, 그리고 외부 환형 원통부분(41), 내부 환형 원통부분(42) 및 상기 외부와 내부 원통 단부(41), (42)를 축 전방 단부에서 연결하는 축단부판 부분(43)을 포함한다. 따라서, 환형 U-형 공동이 상기 부분들(41), (42), (43) 사이에 형성되고 그리고 환형 V-벨트홈(44)이 상기 압축기를 자동차의 엔진(비도시됨)에 연결시키기 위한 V-벨트를 수용하도록 외부 원주 부분(41)의 외부 원주 표면위에 형성된다. 축단부판 부분(43)은 그의 외부측 표면에 마찰 표면(431)을 형성하고 그리고 다수의 환형 또는 아아치형 자기부품을 한정하도록 하나이상의 동심 슬리트(45)를 포함한다.

전자기 코일(7)은 로우터(4)의 환형공동내에 배치된다. 코일(7)은 U-형 단면적을 갖는 환형 자기 하우징(6)내에 수용된다. 하우징(6)은 다수의 리벳(21)에 의해 상기 압축기의 축단부 표면에 부착되는, 지지판(8)에 고정된다. 코일 하우징(6)은 따라서 로우터(4)와의 접촉으로부터 상기 공동내에 유지된다. 자체-복귀형 온도 스위치(30)는 마찰열을 쉽게 탐지하도록 상기 내부 단부판 부분(43)에 매우 인접한 하우징(6)의 축단부 표면위에 배치된다.

허브(10)는 구동축(3)의 종단부 위에 배치되고 그리고 너트(12)와 키이(11)를 죄어줌에 의해 구동축(3)에 고정된다. 허브(10)는 그의 축단부로부터 반경방향으로 외부로 연장되는 플랜지 부분(101)을 구비하고 있다. 환형 전기자판(9)은 소정의 축방향 공기 간격으로 로우터(4)의 축단부판 부분(43)과 대면하도록 허브(10)의 외부표면 주위에 동심적으로 배치된다. 전기자판(9)은 또한 로우터(4)의 마찰 표면(431)과 대면하도록 마찰 표면(91)로서 형성되고 그리고 다수의 환형 또는 아아치형 자기부품을 한정하도록 하나이상의 슬리트(92)를 구비한다. 전기자판(9)은 다수의 판스프링(13)을 통해 허브(10)의 플랜지 부분(101)에 탄성적으로 연결된다. 각각의 판스프링(13)의 일단부는 리벳(1)에 의해 전기자판(9)의 외부 단부표면에 고정된다. 판스프링(13)의 타단부는 리벳(18)에 의해 정지판(16)과 와셔(15)와 함께 허브(10)의 플랜지 부분(101)의 축단부 표면위에 고정된다.

다수의 디프레션(93)은 등각으로 위치되게끔 전기자판(9)의 외부 축단부 표면위에 형성된다. 납 또는 수지와 같은, 열가소성을 갖는 열-용융 재료로 형성되는 요소(19)는 디프레션(93)내에 배치되고 그리고 받침부분(191)과 돌출부분(192)을 포함한다. 열-용융 재료 요소(19)의 돌출부분(192)은 받침부분(191)로부터 축방향으로 밖으로 연장되고 그리고 정지판(16)의 내부표면과 접촉한다. 따라서, 판스프링(13)에 의해 플랜지부분(101)과 함께 탄성적으로 지지되는 전기자판(9)은 판스프링(13)에 초기 변형 또는 바이어스를 제공하도록 열-용융 재료 요소(19)에 의해 축단부판 부분(43)의 마찰 표면(431)을 향해 힘을 받게 된다. 이것은 로우터(4)와 전기자판(9) 사이에 소정의 축방향 공기 간격을 한정한다. 상기 축방향 공기 간격은 전자기코일(7)이 여기될시 전기자판(9)가 로우터(4)에 부착되게끔 정해진다.

상기 전자기 클러치의 구조에 있어서, 코일(6)이 여기되지 않는다면, 전기자판(9)은 소정의 공기 간격을 유지하는 판스프링(13)의 되튐력에 의해 로우터(4)로부터 분리된다.

전자기 코일(7)이 여기될 경우, 자력 선속이 유도되고 그리고 코일 하우징(6), 로우터(4), 전기자판(9) 및 코일 하우징(6)을 포함하는 밀폐된 루우프를 통해 흐른다. 따라서, 전기자판(9)은 코일(7)의 여기에 의해 일어난 자력 선속에 의해 로우터(4)의 마찰 표면(431)에 자기적으로 부착된다. 그러므로, 상기 엔진의 회전운동은 로우터(4), 전기자판(9), 판스프링(13), 및 허브(10)를 통해 압축기의 구동축(3)에 전달된다. 다른 한편, 전기자판(9)이 로우터(4)와 접촉하는 동안 압축기가 잠겨질 경우, 로우터(4)의 축단부판 표면(43)의 마찰 표면(431)은 전기자판(9)의 마찰 표면 위에 활주한다. 따라서, 마찰열은 로우터(4)와 전기자판(9) 사이의 미끄럼 마찰 접촉에 의해 발생된다.

그러므로, 로우터(4)와 전기자판(9)은 급속하게 가열되고, 그리고 전기자판 위의 마찰열이 열-용융 재료요소(19)의 용융점을 초과할 경우, 요소(19)는 마찰열에 의해 용융된다. 또한, 마찰열이 더욱 증가되어 예정된 온도를 초과하게 되면, 자체-복귀형 온도 스위치(30)는 코일(6)으로 향하는 전류의 흐름을 차단하도록 꺼진다. 따라서, 전기자판(9)은 판스프링(13)의 되튐력에 의해 로우터(4)의 축단부판 부분(43)의 마찰표면(431)으로부터 분리된다. 이러한 시기에, 전기자판(9)는 전적으로 직접 정지판(16)의 축단부 표면과 접촉하게 되고, 그리고 로우터(4)의 마찰 표면(431)과 전기자판(9)의 마찰표면(91) 사이의 축 간격은 전기자판(9)이 전자기 코일(7)에 의해 일어난 자기력에 의해 로우터(4)의 마찰 표면(431)에 부착될 수 없게끔 결정된 넓은 거리로 유지된다. 따라서, 자체-복귀형 온도 스위치(30)가 복귀하고 그리고 전자기 코일(7)이 상기 로우터(4)의 온도 감소에 기인하여 다시 여기될지라도, 전기자판(9)은 로우터(4)의 마찰 표면에 부착되지 않고, 그리고 로우터(4)의 회전은 전기자판(9)에 전달되지 않는다.

제2도에 있어서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 클러치가 도시되어 있다. 제2도에 도시된 전자기 클러치의 구조는 자체-복귀형 온도 스위치(30)이 구비되어 있지 않고 그리고 전기자판(20)이 큐리점이 낮은 재료로 제조된 것을 제외하고는 제1도에 도시된 전자기 클러치의 구조와 동일하다.

제2도에 도시된 전자기 클러치의 작동을 다음에서 설명한다. 상기 압축기가 잠겨질 경우, 로우터(4)의 마찰 표면(431)은 전기자판(20)의 마찰 표면(201) 위에 활주한다. 따라서, 마찰열은 로우터(4)와 전기자판(20)의 미끄럼 마찰 접촉에 의해 발생된다. 그러므로, 로우터(4)와 전기자판(20)은 급속하게 가열되고 그리고 마찰열이 열 용융 재료(19)의 용융점을 초과할 경우, 열-용융 재료 요소(19)는 마찰열에 의해 용융된다. 또한, 마찰열이 더욱 증가되어 큐리점을 초과할 경우, 전기자판(20)의 자기 특성은 급속하게 감소된다. 따라서, 로우터(4)의 마찰 표면과 전기자판(20)의 마찰표면(201) 사이의 부착력은 급격하게 감소된다. 따라서, 전기자판(20)은 판스프링(13)의 되튐력에 의해 로우터(4)로부터 분리된다. 이러한 시기에, 로우터(4)의 마찰표면(431)과 전기자판(20)의 마찰 표면(201) 사이의 간격은 상기 코일(6)이 여기될지라도 전기자판(20)이 로우터(4)에 부착될 수 없도록 결정된 넓은 거리로 유지된다. 따라서 전기자판(20)의 자기 특성이 온도감소에 의해 회복될 경우, 전기자판(20)은 로우터(4)의 마찰 표면에 부착되지 않고, 그리고 로우터(4)의 회전은 전기자판(20)에 전달되지 않는다.

Claims

자성체의 축단부판을 갖는 제1회전가능한 부재, 제2회전가능한 부재, 상기 제1회전가능한 부재의 축단부판과의 사이에 축방향의 공기 간격을 두고 대면하도록 상기 제2회전가능한 부재에 결합되는 자성체의 환형 전기자판 및 상기 축단부판과 연합하므로 그에 따라 상기 제1회전가능한 부재의 회전을 상기 전기자판을 통해 상기 제2회전가능한 부재에 전달시킬 수 있도록 작동하는 전자기 수단을 포함하는 전자기 클러치에 있어서, 상기 축단부판 위의 온도상태에 따라 상기 전자기 수단의 여기를 조절하게끔 상기 제1회전 가능한 부재의 축단부판에 인접하여 위치설정되도록 고정적으로 배치되는 자체-복귀형 온도 스위치 그리고 상기 제1회전가능한 부재와 상기 전기자판 사이에 축방향 공기 간격이 결정되게끔 상기 전기자판의 축단부 표면에 배치되는 열-용융 재료로 형성된 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제1항에 있어서, 상기 자체-복귀형 온도 스위치는 상기 전자기 수단의 축단부 표면위에 부착되는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제1항에 있어서, 상기 전기자판은 다수의 판스프링을 통해 상기 제2회전가능한 부재에 결합되고, 상기 판스프링의 일단은 정지판과 함께 상기 제2회전가능한 부재위에 고정되고 그리고 상기 열-용융 재료요소들은 상기 판스프링에 초기 변형 또는 바이어스를 제공하도록 상기 정지판과 상기 전기자판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
자성체의 축단부판을 갖는 제1회전가능한 부재, 제2회전가능한 부재, 상기 제1회전가능한 부재의 축단부판과의 사이에 축방향의 공기 간격을 두고 대면하도록 상기 제2회전가능한 부재에 결합되는 자성체의 환형 전기자판 및 상기 축단부판과 연합하므로 그에따라 상기 제1회전가능한 부재의 회전을 상기 전기자판을 통해 상기 제2회전가능한 부재에 전달시킬 수 있도록 작동하는 전자기 수단을 포함하는 전자기 클러치에 있어서, 상기 전기자판은 큐리점이 낮은 재료로 형성되고 그리고 열-용융 재료로 형성되는 요소들은 상기 제1회전가능한 부재와 상기 전기자판 사이에 축방향의 공기 간격이 결정되게끔 상기 전기자판의 축단부 표면위에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.
제4항에 있어서, 상기 전기자판은 다수의 판스프링을 통해 상기 제2회전가능한 부재에 결합되고, 상기 판스프링의 일단부는 정지판과 함께 상기 제2회전가능한 부재위에 고정되고, 그리고 상기 열-용융 재료는 상기 판스프링에 초기 변형 또는 바이어스를 제공하도록 상기 정지판과 상기 전기자판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기 클러치.